土中アンカー

【課題】簡単な構造で安定した耐力で、しかも耐力増強および変位量の大幅な抑制が可能な土中アンカーを提供する。
【解決手段】パイプアンカー体を挿入しうる太さの筒体に放射状に延びる２枚以上の羽根板を固着した羽根部体を地表に配置し、外周にリングストッパーを有するパイプアンカー体を前記羽根部体の筒体に貫挿し、リングストッパーの打点面と羽根部体の筒体上端とを接した状態で、パイプアンカー体を地中に推進することにより前記羽根部体に打撃力を加えて地中に打ち込んでなり、前記リングストッパーの打点面が長さＬの前記パイプアンカー体の上端から約３００ｍｍ〜（１／３）Ｌの範囲にある

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は主として土質が礫土層や堆積層の地盤に固定するための高耐力な土中アンカーに関する。
【背景技術】
【０００２】
落石防止、雪崩防止などの施設においては、ロープを地表付近に沿って張りめぐらせ、端部や交差部を地盤に固定することが必要とされる。
かかるロープ端部や交差部の固定手段として、土質が礫土層や堆積層の地盤にあっては、土中アンカーと称される杭体が使用され、頂部にロープを取り付け、落石などにより発生するロープに対する引っ張り力を杭の抵抗で固定するようにしている。
【０００３】
前記土中アンカーとして、従来、図１０（ａ）のように円筒状パイプの先端部を細くしたパイプアンカーが一般に用いられていた。しかし、アンカーは性質上、上方または下方、さらには右あるいは左方向などから荷重を受ける。この条件に対して、パイプアンカーは、図１０（ｂ）のように回転中心位置Ａが下端にあるので転倒モーメントが大きく、したがって、耐力及び変位量が土質により大きく変動し、設計耐力が出ない場合が生ずる。また、アンカー前面の土の抵抗力が限界になると変位量が増大し、通常、抵抗力は１７〜２４ｋＮで変位量１５〜４０ｃｍにも達するので、耐力が小さく、変位量が大きいという題があった。
【０００４】
この対策として、平面一文字状や、図１１（ａ），（ｂ）のように平面十字状をなした土圧抵抗板を併用し、地山表層部に埋まるように該土圧抵抗板を打設し、その表層部に打設されている土圧抵抗板にパイプアンカーを差し込んで地中深く打設していた。
しかしながら、土質や土量によって土圧抵抗板に対する抵抗力が大きく異なるので、アンカーとして変位量に大きなばらつきが発生し、耐力の安定性および変位量の低減は望めない問題があった。また、前記土圧抵抗板およびパイプアンカーをそれぞれ個別に打設しなければならないので手間がかかるとともに、打撃力のロスが生ずる問題もあった。
【０００５】
また、地山表層部に土圧抵抗板を埋め込んでいるが、落石が発生する斜面においては、地表から２５０ｍｍ程度の深さは落葉などの堆積物からなっているので、土質が軟弱で土圧抵抗も小さくなるなど、土質および土量によってアンカーの変位量に大きなばらつきがあり、アンカー耐力の均一性を向上させることが難しいという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２７４５８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は前記のような問題点を解消するためになされたもので、その目的とするところは、簡単な構造で安定した耐力で、しかも耐力増強および変位量の大幅な抑制が可能な土中アンカーを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため本発明の土中アンカーは、パイプアンカー体を挿入しうる太さの筒体に放射状に延びる２枚以上の羽根板を固着した羽根部体を地表に配置し、外周にリングストッパーを有するパイプアンカー体を前記羽根部体の筒体に貫挿し、リングストッパーの打点面と羽根部体の筒体上端とを接した状態で、パイプアンカー体を地中に推進することにより前記羽根部体に打撃力を加えて地中に打ち込んでなり、前記リングストッパーの打点面が長さＬの前記パイプアンカー体の上端から約３００ｍｍ〜（１／３）Ｌの範囲にあることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、リングストッパーの打点面がパイプアンカー体の上端から約３００ｍｍ以上下方にあることにより、この深さ以上の地中に羽根部体が埋設されるので、枯葉などの堆積物により軟弱で不均一な土質を過ぎて土質も安定し土圧耐力も高い地中に羽根部体埋め込まれ、安定した高いＮ値（地盤の硬軟や支持力などを推定する動的なサウンディング方法での測定値）を得ることができる。
また、リングストッパーの打点面がパイプアンカー体の上端から約３００ｍｍ〜（１／３）Ｌ以内にあるので、パイプアンカー体の転倒挙動の中心位置をアンカー下端部から上部に置き換えることができ、アンカーに作用する転倒モーメントを小さくでき、パイプアンカー体の頭部変位量も小さくすることができる。
【００１０】
しかも、羽根部体とパイプアンカー体は分離独立した別個の部材であるので軽量化が図られ、運搬機材を持ち込めない落石等の発生する斜面での搬送を容易に行なえ、また、羽根部体をあらかじめ地中に打設せずに地表に配置し、パイプアンカー体を先端から羽根部体の筒体に挿通し、パイプアンカー体の後端開口からたとえばエアハンマーを挿入しコンプレッサーからの圧縮エアを繰り込むだけで羽根部体を所定の深さの地中に埋設できるので、特別な装置や打設方法を用いることなく、施工が簡単で、しかもパイプアンカー体の耐力のばらつきを抑制でき、信頼性を向上することができるなどのすぐれた特徴を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の土中アンカーの使用状態を示す斜視図である。
【図２】本発明の土中アンカーの実施例を示す斜視図である。
【図３】パイプアンカー体の実施例を示しており、（ａ）は正面図を示し（ｂ）はリングストッパー部分の拡大図を示す。
【図４】羽根部体の実施例を示しており、（ａ）は正面図を示し、（ｂ）は平面図を示す。
【図５】交差部キャップの実施例を示しており、（ａ）は正面図を示し、（ｂ）は平面図を示す。
【図６】ロープ交差部を示したもので、（ａ）は正面図を示し、（ｂ）は平面図を示す。
【図７】端末部キャップの実施例を示す正面図である。
【図８】ロープ端末部を示しており、（ａ）は正面図を示し、（ｂ）は平面図を示す。
【図９】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は本発明アンカーの打設公定を段階的に示す斜視図である。
【図１０】（ａ）は従来の土中アンカーの打設状態を示す側面図、(ｂ)は荷重負荷時の状態を示す説明図である。
【図１１】従来の土中アンカーの打設状態を示す側面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
羽根部体の羽根板は形状が略台形で羽根数は４枚である。
これによれば、パイプアンカー体の頂部に結合されたロープに上下左右または斜めから加わる張力に対し、羽根部体の羽根板が土圧抵抗体となってパイプアンカー体の変位を抑えることができる。
【実施例１】
【００１３】
以下、添付図面を参照して本発明の実施例を説明する。
図１は本発明による土中アンカーを落石防止ネットに適用した使用例を示しており、図２は図１の一部を拡大して本発明の実施例を示している。
図１と２において、ａは斜面の地表、ｂは地中を指しており、１は本発明による土中アンカーであり、落石等が発生する危険のある斜面ａに多数のロープ４を地表に沿うように縦横に張設し、縦横のロープ４の交差部５およびロープ４の端末部６の地中にそれぞれ本発明による土中アンカー１が埋設され、地表から突出する上端部にロープが連結固定されている。
【００１４】
前記土中アンカー１は、下端部を縮径したパイプからなるパイプアンカー体２と、これと独立しているが地中ｂに一体となって打ち込まれた羽根部体３とからなっている。
図３はパイプアンカー体２を示しており、前記パイプアンカー体２の上部には、交差部や端末部の金具ことにキャップを固定するための軸（ピンやボルト）を貫挿する貫通孔２０１が180度対称に設けられている。また、この貫通孔は、たとえば打ち込み時に土中の石などの障害物に当たった場合に、仮設置したパイプアンカー体２を撤去する際にチェーンブロックなどの引き抜き機械のフック金具を取り付ける孔としても使用できる。
【００１５】
パイプアンカー体２外周には上端から後述する所定の距離を置いた位置にリングストッパー２１が溶接により強固に固着されている。前記リングストッパー２１の上端縁は面取りが施されているが、下端縁には面取りが施されず、図３（ｂ）に示すように、軸線と略直角をなした打点面２１０となっている。
【００１６】
羽根部体３は所要長さでかつパイプアンカー体２を挿通し得る内径を備えた筒体３１の外周に羽根板３２を放射状に固着したもので、この例では４枚の羽根板３２が等間隔の角度で放射状に溶接固着され、羽根板３２の面はロープ４の張設方向と略直角になるように配置されている。
筒体３１の上部には引き抜き用の貫通孔３１１を設けている。これは、たとえば上記のように打ち込み時に土中の石などの障害物に当たった場合に、パイプアンカー体２を撤去した後、土中に残った羽根部体３を土中から撤去するためにフック金具を取り付ける孔である。
【００１７】
パイプアンカー体２の具体例を挙げると、外径１１４．３ｍｍ、長さ１６５０ｍｍ、肉厚４．５ｍｍの鋼管で、下端部は小径の円筒形状をなし土中への押し込みを容易にしている。
パイプアンカー体２には、外径１２７ｍｍ、長さ５０ｍｍ、肉厚５ｍｍのリングストッパー２１が、この例ではパイプアンカー体上端から４００ｍｍ下方に打点面２１０が位置するように溶接されている。
【００１８】
羽根部体３はあらかじめ地表に配され、この状態で筒体３１にパイプアンカー体２が挿通され、パイプアンカー体２を打撃により地中に推進することで、図２のように筒体３１の上端部がリングストッパー２１の打点面２１０に接した状態で地中に打ち込まれる。すなわち、羽根部体３の筒体３１の上端面と打点面２１０が面接触することで、パイプアンカー体２の打撃力がリングストッパー２１を介して確実に羽根部体３に伝達され、打ち込み方向も安定した正確な土中アンカー１となるものであり、羽根部体３は斜面の地表には露出せずまた表層にもなく、かなり深い地中ｂに埋設される。
【００１９】
パイプアンカー体２のリングストッパー２１の打点面２１０の位置は、パイプアンカー体の上端から約４００ｍｍ以上下方である。その理由は、パイプアンカー体２にロープを締結する金具を取り付けるためには１００ｍｍ程度を地上に残す必要があるだけでなく、羽根部体３が岩石等の打ち込み妨害物に遭遇する確率が小さく、土圧の安定した領域までパイプアンカー体２と一体的に効率よく打ち込めるからである。
また、パイプアンカー体に作用する転倒挙動の支点をアンカー下端部から上部すなわち羽根部体に置き換えることができ、パイプアンカー体に作用する転倒モーメントを小さくでき、パイプアンカー体の頂部変位量も小さくできるからである。
なお、パイプアンカー体２の上端を地表と同じにするときは、リングストッパー２１の打点面２１０の位置はパイプの上端から３００ｍｍの位置であってもよい。
【００２０】
打点面２１０の位置の下限は、パイプアンカー体２の全長をＬとすると、上端から（１／３）Ｌである。その理由は、（１／３）Ｌを超えると、羽根部体３の埋設に手間と時間がかかり、かつ羽根部体３が地中深く埋設されるので、パイプアンカー体２に作用する転倒モーメントが小さくならないからである。
【００２１】
羽根部体３の具体例を示すと、外径１２７ｍｍ、長さ３２０ｍｍ、肉厚５ｍｍの筒体３１と、高さ２００ｍｍ、底辺３００ｍｍ、上辺２００ｍｍ、厚さ４．５ｍｍの台形の羽根板３２からなり、４枚の羽根板３２の後端辺が筒体３１に接するように均等の角度を持って放射状に溶接されている。
【００２２】
なお、パイプアンカー体２、羽根部体３およびロープ４は防食のため亜鉛めっきや亜鉛アルミ合金めっき等が施されている。景観を保つため有色樹脂塗装をすることもできる。樹脂塗装を施すことで耐食性能をさらに向上することができる。
【００２３】
パイプアンカー体２とロープ４の結合は、縦横に張設したロープ４の交差部を結合する交差金具５１を介して交差部キャップ7に締結することで行なわれる。
上記のようにロープ４の交差部５およびロープ４の端末部６に対応する地中にパイプアンカー体２が上端を残して打ち込まれるが、ロープ４の交差部５に打ち込まれたパイプアンカー体２の上端部には、図6のように交差部キャップ７が取り付けられている。
【００２４】
交差部キャップ７は、図５に示されており、パイプアンカー体２の上端開口に挿入され得る筒部７２の上端に、パイプアンカー体２の開口に当接し得る円形のキャッププレート７１を溶接している。
たとえば、筒部は長さ１００ｍｍ、外径１０１．６ｍｍ、肉厚４ｍｍ、キャッププレートは直径１３０ｍｍ、厚さ１２ｍｍである。キャッププレート７１には、十字アンカーグリップと称される交差金具５１を取り付けるための金具結合ボルト７５が取り付けてある。また、筒部７２の略中央付近には前記パイプアンカー体２の貫通孔２０１と整合し、取り付けボルト７４を貫通して抜け止めするための貫通孔７３が設けられている。
【００２５】
ロープ４の端末部６は巻きグリップ６１を介してアイが形成され、図８のようにパイプンカー体２の上端部に取り付けた端末部キャップ8とピンボルト８３を介してパイプンカー体２に連結される。
図７は端末部キャップ８を例示しており、たとえば長さ１０５ｍｍ、外径（幅）５０ｍｍ、肉厚３ｍｍの軸部(板又は筒）８１に、たとえば直径１２０ｍｍ、厚さ３ｍｍの椀場プレート８０を溶接してある。前記軸部８１の中央よりやや下方には、前記パイプアンカー体２の貫通孔２０１と整合してピンボルト８３を挿通させるための通孔８２が設けられている。
図８は端末部のロープ４を連結した状態を示しており、端末部キャップ８は、パイプアンカー体２に端末部キャップ8の軸部８１を挿入し、整合しあった貫通孔２０１と通孔８２にピンボルト８３を挿通させることにより連結されている。
【００２６】
図２に示す落石防止ロープネットは、次の手順で施工される。
（１）斜面aに落石を防止すべきロープ４の張設位置を決定する。
（２）ロープ４の端末箇所、ロープ４の縦横張設の交差箇所を決定する。
（３）ロープ４の端末箇所、交差箇所に羽根部体３、パイプアンカー体２を搬送する。搬送は人力に頼らざるを得ない場合が大半であるが、本発明はたとえばパイプアンカー体２を略２０ｋｇ、羽根部体を略１５ｋｇとなし得るので、斜面でも人力による安全な運搬が可能である。
【００２７】
（４）図9（ａ）のように、羽根部体３をアンカー形成予定箇所の地表に配置し、筒体３１にパイプアンカー体２を挿入し、エアパンチャー９をパイプアンカー体２の後端開口から挿入し、パイプアンカー体２の先端と羽根部体３の先端を地表に接して立て、打ち込み方向を決定する。
エアパンチャーとは背後からの圧縮エアで衝撃的に押圧される打撃子を有するエアハンマーである。
（５）所定の打ち込み位置にセットしエアパンチャーに圧縮エアをホースを介して供給し、打ち込みを開始する。
（６）始めはパイプアンカー体２が大きく後方にあるためパイプアンカー体２の打ち込みが先行し、打ち込みが進むと、羽根部体３の筒体３１の上端面にリングストッパー２１の打点面２１０が接し、図９（ｂ）のようにエアパンチャー９の打撃力がリングストッパー２１を経由して羽根部体３に伝えられ、図9（ｂ）のようにパイプアンカー体２と羽根部体３は同時進行で地中に埋め込まれる。
【００２８】
（７）パイプアンカー体２の上端部を地表より略１００ｍｍ残して打ち込みは完了する。あとはエアパンチャー９を引き抜けばよく、羽根部体３は地表から４００ｍｍ以上の深さの地中に埋め込まれている。この状態が図９（ｃ）である。
（８）端末部６のパイプアンカー体２の頂部に端末部キャップ8を装着し、巻きグリップ６１を介してロープ端末とパイプアンカー体２は連結される。
（９）交差部５のパイプアンカー体２に交差部キャップ７を装着し、交差金具５１を介してロープ４とパイプアンカー体２は締結される。
（１０）なお、設置した土中アンカー１を撤去または設置位置を変更することもできる。パイプアンカー体２を撤去後、羽根部体３は地中に残ったままとなるので、羽根部体３の筒体３１に設けられた貫通孔３１１に、チェーンブロックに取り付けたフックを引っ掛け三股を介して簡単に引き抜くことができる。
【符号の説明】
【００２９】
１土中アンカー
２パイプアンカー体
２１リングストッパー
２１０打点面
３羽根部体
３１筒部
３２羽根板
４ロープ
５ロープ交差部
６ロープ端末部

【特許請求の範囲】
【請求項１】
パイプアンカー体を挿入しうる太さの筒体に放射状に延びる２枚以上の羽根板を固着した羽根部体を地表に配置し、外周にリングストッパーを有するパイプアンカー体を前記羽根部体の筒体に貫挿し、リングストッパーの打点面と羽根部体の筒体上端とを接した状態で、パイプアンカー体を地中に推進することにより前記羽根部体に打撃力を加えて地中に打ち込んでなり、前記リングストッパーの打点面が長さＬの前記パイプアンカー体の上端から約３００ｍｍ〜（１／３）Ｌの範囲にあることを特徴とする土中アンカー。
【請求項２】
羽根部体は形状が略台形の4枚の羽根を有している請求項１に記載の土中アンカー。

【図１】